《高考备考指南 物理 》课件_第3讲　机械能守恒定律及其应用.docxVIP

第3讲机械能守恒定律及其应用

(本栏目对应配套训练P44~45)

知识巩固练习

1.(2023年淄博联考)下图实例中，判断正确的是()

A.甲图中冰晶五环被匀速吊起的过程中机械能守恒

B.乙图中物体在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的过程中机械能守恒

C.丙图中不计任何阻力，轻绳连接的物体A、B组成的系统运动过程中机械能守恒

D.丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒

【答案】C【解析】甲图中冰晶五环被匀速吊起的过程中，拉力做功不为零，机械能不守恒，A错误；由于外力F做功不为零，物体机械能不守恒，B错误；物体A、B组成的系统运动过程中重力做功，绳子拉力对两物体做功之和为零，机械能守恒，C正确；丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力对小球做负功，小球的机械能不守恒，D错误.

2.(多选)(2023年广东二模)蹦极是比较刺激的一项运动，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从地面上方的高台跳下，到最低点时，距地面还有一定高度，如图所示.忽略空气阻力，运动员可视为质点，下列说法正确的是()

A.下落过程中，运动员到达最低点前重力势能始终减小

B.下落过程中，重力势能的变化量与重力势能零点的选取有关

C.下落过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒

D.蹦极绳张紧后的下落过程中，由于弹力做负功，运动员动能减小

【答案】AC【解析】在运动的过程中，运动员一直下降，则重力势能一直减小，A正确；下落过程中重力势能的变化量由高度差决定，有ΔEpG＝mg·Δh，则与重力势能零点的选取无关，B错误；蹦极过程中，弹性绳的拉力做负功，运动员所受重力做正功，则运动员、地球和蹦极绳所组成的系统无其他力做功，系统的机械能守恒，C正确；运动员到达最低点前的下落过程中，弹力做负功，而重力做正功，速度先增大后减小，则动能先增大后减小，D错误.

3.(2023年全国甲卷)一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中()

A.机械能一直增加

B.加速度保持不变

C.速度大小保持不变

D.被推出后瞬间动能最大

【答案】B【解析】铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，A错误；铅球的加速度恒为重力加速度，保持不变，B正确；铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，C、D错误.

4.(多选)如图是全球最高(高度208米)的北京朝阳公园摩天轮.一质量为m的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动.假设t＝0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是()

A.乘客运动的过程中，重力势能随时间变化的关系为Ep＝mgR1

B.乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为mv2R

C.乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为E＝12mv

D.乘客运动的过程中，机械能随时间变化的关系为E＝12mv2＋mgR

【答案】AD【解析】在最高点，根据牛顿第二定律可得mg－N＝mv2R，受到座位的支持力N＝mg－mv2R，B错误；由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能发生变化，因此乘客在运动的过程中机械能不守恒，C错误；在时间t内转过的角度为vRt，所以对应t时刻的重力势能为Ep＝mgR1－cosvtR，总的机械能为E＝Ek＋Ep＝12mv

5.(多选)如图甲所示，一小滑块从固定斜面上A点由静止释放，经过时间4t0到达B点，在5t0时刻滑块运动到水平面的C点停止，滑块与斜面和水平面间的动摩擦因数相同.已知滑块在运动过程中与接触面间的摩擦力大小与时间的关系如图乙所示，设滑块运动到B点前后速率不变.以下说法中正确的是()

A.滑块在斜面和水平面上的位移大小之比为16∶5

B.滑块在斜面和水平面上的加速度大小之比为1∶4

C.斜面的倾角为45°

D.滑块与斜面的动摩擦因数μ＝4

【答案】BD【解析】A到B的过程中a1(4t0)＝v，B到C的过程中v＝a2t0，所以a1a2＝14，B正确；A到B的过程中x1＝12a1(4t0)2＝8a1t02，B到C的过程中可采取逆向思维的方法，得x2＝12a2t02＝12×4a1t02＝2a1t02，所以x1∶x2＝41，A错误；由图乙可得f2＝μmg＝5N，f1＝μmgcosθ＝4N，所以f1∶f2＝cosθ＝45，得θ≈37°，C错误；物体在斜面上运动的过程中mgsinθ－μ

6.(多选)如图所示，竖直平面内固定着一个螺旋形光滑轨道，一个小球从足够高处落下，刚好从A点进入轨道，则小球经过轨道上的B点和C点时，下列说法正确的是()

A.轨道对小球